CN218004996U - 一种应用于规模化储能系统的集中排风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种应用于规模化储能系统的集中排风装置，设置于电池储能集装箱内部的第一温度烟感报警系统、控制系统、第一灭火系统、排风系统、废气处理系统；其中，所述排风系统通过排风管道与所述电池储能集装箱连接，同时通过排风管道与所述废气处理系统连接；所述电池储能集装箱内设置储能电池簇、第一温度烟雾报警系统和第一灭火系统。本实用新型中的报警系统、灭火系统和排风系统可以及时地识别报警并进行灭火，同时将可燃气体排出储能集装箱体，防止可燃气体在集装箱内聚集而产生二次事故，同时不影响储能电站的其他储能集装箱正常运行，提高整个储能电站的安全性。

Description

一种应用于规模化储能系统的集中排风装置

技术领域

本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种应用于规模化储能系统的集中排风装置。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭，极大地促进了新能源的发展，装机规模也快速攀升。风能、太阳能等新能源发电取决于自然条件，具有波动性和间歇性的特性，调节控制比较困难，大规模并网运行会给电网的安全稳定运行带来显著的影响。储能技术则可以极大地解决新能源发电的随机性和波动性的问题，提高可再生清洁能源的利用率。大规模的新能源装机催生了大规模储能系统的快速发展。

目前规模化储能技术中发展速度最快的是大规模的电池储能技术，特点在于功率和能量可以根据不同的应用需要灵活配置，具有较快的响应速度，适合大规模应用和批量化生产。近年来，随着实际需求和政策的要求，大规模电池储能电站开始大批量投入建设和运行。电池储能有很多优点，但是电池是含有高能量物质的器件，具有一定的安全隐患，存在发生危险事故的概率。随着电池储能系统规模的扩大，发生危险事故的概率将极大地提升。通常储能电池在外界的电、热刺激和自身的老化双重作用下，电池可能会发生热失控反应，释放出大量高温可燃的气体混合物，遇到外部空气中的氧气和电火花时，就极易发生爆炸。因此，如何在电池发生热失控后迅速排出这些可燃的气体混合物是阻止储能电站进一步发生爆炸等危险事故的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现在技术的缺点，提供一种应用于规模化储能系统的集中排风装置，极大地提升储能系统在发生电池热失控后的安全防护效果，解决储能系统发生事故后极易爆炸的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种应用于规模化储能系统的集中排风装置，设置于电池储能集装箱内部的第一温度烟感报警系统、控制系统、第一灭火系统、排风系统、废气处理系统；其中，所述排风系统通过排风管道与所述电池储能集装箱连接，同时通过排风管道与所述废气处理系统连接；所述电池储能集装箱内设置储能电池簇、第一温度烟雾报警系统和第一灭火系统。

其中，电池储能集装箱内设置的第一温度烟感报警系统包括温感系统和烟感系统，温感系统为温度传感器，用以探测电池储能集装箱内的温度，烟感系统为烟雾传感器，用以探测电池储能集装箱内的可燃气体浓度。

其中，当所述温感系统感应温度达到预设报警等级温度和、或烟感系统感应可燃性气体浓度达到预设报警等级浓度，向所述控制系统发送报警信号。

其中，控制系统收到报警信号时立刻切断对应电池储能集装箱与储能系统的连接，停止电池储能集装箱运行，同时启动第一灭火系统和排风系统，第一灭火系统定点喷射灭火剂进行灭火，排风系统将开启信号阀，将电池储能集装箱内的废气通过排风系统的风机和排风管道输送到尾气处理系统。

其中，每一电池储能集装箱设置单独的排风系统信号阀；当多个电池储能集装箱发生火灾时，根据当前排风管道的压力逐一打开排风系统信号阀，防止不同电池储能集装箱之间的可燃气体相互串通。

其中，废气处理系统包括废气燃烧装置和尾气过滤装置，当排气系统开启后，废气处理系统自动开启废气燃烧装置，并将燃烧后的尾气通过尾气过滤装置排放至空气中；废气处理系统设置第二温感烟感报警系统和第二灭火系统，当有可燃气体泄漏或者达到报警温度，启动所述第二灭火系统喷射灭火剂。

其中，排风系统的排风管道中长期充满惰性气体或者低含氧量气体，并且保证排风管道的密闭性，避免集装箱发生火灾时产生的可燃气体遇到排风管道中的氧气发生进一步的燃烧或者爆炸。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种应用于规模化储能系统的集中排风装置。本实用新型提供的应用于规模化储能系统的集中排风装置具有相当明显的优势。最主要的优势表现在：(1)规模化储能系统具有大量的储能电芯，发生电池热失控的概率明显提升，一旦发生热失控，将会产生大量可燃性的气体。本实用新型中的报警系统、灭火系统和排风系统可以及时地识别报警并进行灭火，同时将可燃气体排出储能集装箱体，防止可燃气体在集装箱内聚集而产生二次事故，同时不影响储能电站的其他储能集装箱正常运行，提高整个储能电站的安全性；(2)合理优化整个储能电站的排气系统，将每个储能集装箱的排风管道均以最短距离安全连接至废气处理系统，并将废弃进行燃烧和过滤处理，保证排放到空气中气体的安全性和环保性；(3)该规模化储能系统的集中排风装置全程均可自动进行处理，不需要人为干预，可在第一时间抑制火灾，提高大规模储能电站运行的防护性和安全性。

附图说明

本实用新型的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型提供的一种应用于规模化储能系统的集中排风装置的结构示意图。

其中1为电池储能集装箱，2为电池簇、3为温感系统，4为灭火系统，5为烟感系统，6为控制系统，7为信号阀，8为排风管道，9为风机，10为废气处理系统，11为废气燃烧装置，12为尾气过滤装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种应用于规模化储能系统的集中排风装置，包括：设置于电池储能集装箱1内部的第一温度烟感报警系统、控制系统6、第一灭火系统4、排风系统、废气处理系统10；其中，排风系统通过排风管道8与电池储能集装箱1连接，同时通过排风管道8与废气处理系统10连接；电池储能集装箱1内设置储能电池簇2、第一温度烟雾报警系统和第一灭火系统4。

隔离储能楼宇整体设置排风系统10，排风系统10对应每一储能电池间和变流升压间内部设置一入风口，每一入风口通过一信号阀9进行控制，排风系统10末端连接至废气处理系统11。

本实用新型以600MW/1200MWh规模的磷酸铁锂电池储能电站，每个电池储能集装箱1的容量为3MW/6MWh，该大规模储能电站共有200个电池储能集装箱。每个电池储能集装箱内均配备第一温度烟感报警系统包括第一温感系统3和第一烟感系统5。第一温感系统3为温度传感器，用以探测电池储能集装箱1内的温度，烟感系统5为烟雾传感器，用以探测电池储能集装箱1内的可燃气体浓度。第一温感系统3安装在各储能电池簇之间，实时探测储能集装箱的环境温度。第一温感系统3设置报警温度，例如设置当探测到环境温度大于70℃时发送报警信号。第一烟感系统3安装在电池簇2上方，实时探测电池储能集装箱1可燃气体的浓度，例如CO、H2等可燃气体的浓度，并将可燃气体浓度的信号实时发送给控制系统6，若其浓度大于预设的报警浓度时发送报警信号。当第一温感系统3或者第一烟感系统5中一个系统达到报警等级，或者同时达到报警等级时，即给控制系统6发送报警信号。

控制系统6在收到报警信号的同时发出联动指令，立刻切断报警的电池储能集装箱与整个储能电站的连接，停止对应电池储能集装箱1的充放电动作并切断所有电源，防止集装箱内出现电火花引起爆炸。同时启动第一灭火系统4，例如采用全氟己酮灭火剂进行定点喷射着火点进行灭火。与此同时开启信号阀7并启动排风系统，将电池储能集装箱1内产生的可燃气体通过风机9和排风管道8统一输送到尾气处理系统10，防止可燃性气体聚集在电池储能集装箱内产生二次爆炸。当第一温感系统3和第一烟感系统5探测信号低于报警等级时，即关闭信号阀7。

每个电池储能集装箱1具有单独的排风系统信号阀7，当有一个电池储能集装箱1发生火灾时，将该电池储能集装箱进行断电处理，并进行灭火排气，不影响其他电池储能集装箱的正常运行。当多个电池储能集装箱均发生火灾时，将根据排风管道8的压力逐一打开排风系统，先发生火灾的电池储能集装箱1将先进行排气处理，后发生火灾的电池储能集装箱待排风管道8压力减小后打开排风信号阀7进行排风，防止排风管道8的因压力过大而发生爆裂，另外也防止不同储能集装箱之间的可燃气体相互串通。

电池储能集装箱1的排风管道8连接至废气处理系统10，废气处理系统10包括废气燃烧装置11和尾气过滤装置12，废气燃烧装置11将电池储能集装箱发生火灾后产生的可燃性气体进行燃烧处理。当排气系统开启后，废气处理系统10自动开启废气燃烧装置11，废气燃烧装置11根据排气流量大小进行调节，保证废气充分燃烧。将燃烧后的尾气通过尾气过滤装置12排放至空气中，保证排放气体的安全性和环保性。此外，废气处理系统10中也具有第二烟感温感报警系统13和灭火系统14，一旦废气不完全燃烧排放、有可燃气体泄漏，或者达到报警温度，即会启动第二灭火系统14喷射全氟己酮灭火剂，保证废气处理过程的安全性。

排风系统中排风管道8具有重要的作用，可在电池储能集装箱1发生火灾时将可燃气体及时排除。而可燃气体遇到阻燃剂时就有可能发生燃烧甚至爆炸，因此排风管道8需要长期保持一个惰性环境或者充满低含氧量气体，保证可燃气体传输时的安全性。另外排风管道8需要具备良好的密闭性和良好的承压性，避免可燃气体的泄漏和大量可燃气体排放造成管道爆裂。

废气处理系统10应安置于储能电站的中心位置，尽量缩短可燃气体在排风管道8中的传输距离。当储能电站的规模较大时，可根据实际情况，安置多个废气处理系统10，保证废气在传输过程中的安全性和及时性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，包括：设置于电池储能集装箱内部的第一温度烟感报警系统、控制系统、第一灭火系统、排风系统、废气处理系统；其中，所述排风系统通过排风管道与所述电池储能集装箱连接，同时通过排风管道与所述废气处理系统连接；所述电池储能集装箱内设置储能电池簇、第一温度烟雾报警系统和第一灭火系统。

2.根据权利要求1所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，电池储能集装箱内设置的第一温度烟感报警系统包括温感系统和烟感系统，温感系统为温度传感器，用以探测电池储能集装箱内的温度，烟感系统为烟雾传感器，用以探测电池储能集装箱内的可燃气体浓度。

3.根据权利要求2所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，当所述温感系统感应温度达到预设报警等级温度和、或烟感系统感应可燃性气体浓度达到预设报警等级浓度，向所述控制系统发送报警信号。

4.根据权利要求1所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，控制系统收到报警信号时立刻切断对应电池储能集装箱与储能系统的连接，停止电池储能集装箱运行，同时启动第一灭火系统和排风系统，第一灭火系统定点喷射灭火剂进行灭火，排风系统将开启信号阀，将电池储能集装箱内的废气通过排风系统的风机和排风管道输送到尾气处理系统。

5.根据权利要求4所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，每一电池储能集装箱设置单独的排风系统信号阀；当多个电池储能集装箱发生火灾时，根据当前排风管道的压力逐一打开排风系统信号阀，防止不同电池储能集装箱之间的可燃气体相互串通。

6.根据权利要求1所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，废气处理系统包括废气燃烧装置和尾气过滤装置，当排气系统开启后，废气处理系统自动开启废气燃烧装置，并将燃烧后的尾气通过尾气过滤装置排放至空气中；废气处理系统设置第二温感烟感报警系统和第二灭火系统，当有可燃气体泄漏或者达到报警温度，启动所述第二灭火系统喷射灭火剂。

7.根据权利要求1所述的应用于规模化储能系统的集中排风装置，其特征在于，排风系统的排风管道中长期充满惰性气体或者低含氧量气体，并且保证排风管道的密闭性，避免集装箱发生火灾时产生的可燃气体遇到排风管道中的氧气发生进一步的燃烧或者爆炸。

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